冷却塔の系統図・構造図の解説!設置場所や管理方法

冷却塔(クーリングタワー)の導入にあたり、設置場所を踏まえて系統図や構造図をあらかじめ知ることで、適切な設置ができるかや、どのように運用、管理していけばいいかなどが理解できます。

冷却塔(クーリングタワー)の系統図・構造図について知るとともに、冷却塔(クーリングタワー)の仕組みと配管などの系統の組み方、注意点などを解説します。

冷却塔(クーリングタワー)の系統図・構造図とは

冷却塔(クーリングタワー)の構造図とは、冷却塔(クーリングタワー)がどのような構造になっているかを示す図面です。
冷却塔(クーリングタワー)には大きくわけて、開放式と密閉式がありますが、各メーカーの機種ごとに具体的な構造を示した構造図が用意されています。

冷却塔(クーリングタワー)の系統図は冷却塔(クーリングタワー)を設置する際に必要となるもので、配管などの系統の組み方の図面や注意事項などが記載されるものです。

冷却塔(クーリングタワー)の系統図・構造図の役割

冷却塔(クーリングタワー)は方式や機種による特徴がありますが、どのような目的でどこに設置するかで、最適な構造が異なってきます。

構造図を確認することで、適切な冷却塔(クーリングタワー)の構造を理解でき、メーカーからの提案内容もわかりやすくなります。

同じ機種の冷却塔(クーリングタワー)でも、設置する場所の環境や条件によって設置の仕方に差が生じるのが一般的です。
系統図に沿って設置することが大切ですが、系統図には一定の条件を満たすことで設置できるいくつかのパターンが示されていることが多く、あらゆる場所や施設で導入ができるようガイドする役割もあります。

系統図・構造図に基づく冷却塔(クーリングタワー)の仕組み

冷却塔(クーリングタワー)からの配管は、据え付け位置によって、いくつかの組み方があります。
系統図を参考にして、冷却塔(クーリングタワー)の設置位置と配管の組み方を理解しましょう。

冷却塔(クーリングタワー)を高い位置に据え付ける場合は、冷却塔(クーリングタワー)の循環水出口配管位置より低い場所にポンプの吸込口が来るよう、ポンプを据え付けなくてはなりません。

そのうえで、冷却塔(クーリングタワー)の流量を調整するために、冷却塔(クーリングタワー)の循環水入口配管に仕切弁を取り付けることも求められます。

配管途中に逆止弁を取り付けて、ポンプ停止時の逆流を防止する対策も必要です。
ほぼ同一高さで設置するものの、冷却塔(クーリングタワー)の水槽の水位が主機器より高い場合も設置の仕方やポンプの位置、逆止弁の取り付けなどは同様ですが、1つ気を付けたいことがあります。

それは、初めて運転する際に、配管中に水が十分に行き渡るよう、循環ポンプが空気を吸い込まないように、少しずつ何度も回転させることです。

極力避けるべき配置ですが、設置場所の関係から、冷却塔(クーリングタワー)を低いところに据え付けざるを得ない場合には、循環ポンプを止める度に冷却塔(クーリングタワー)の下部水槽より上にある配管と、コンデンサーなどに水を満たす必要があります。

そのため、必要な水量以上の補助タンクを設置しなくてはなりません。
補助水量を最小限にするため、ポンプ吐出口には必ず逆止弁を取り付け、戻り配管中に、電磁弁または電動弁を設置しましょう。

ポンプ停止ごとに、冷却塔(クーリングタワー)から上部の配管水がオーバーフローされないように防ぐ必要があるためです。

冷却塔(クーリングタワー)の方式を系統図・構造図から理解する

開放式冷却塔(クーリングタワー)の場合、冷却水を外気と直接接触させるので、冷却効率は高いですが、水質管理には気を付けなくてはなりません。

内部配管型のタイプを選べば、配管工事が容易で工期短縮につながります。
密閉式冷却塔(クーリングタワー)の場合、冷却水は大気に直接接触しません。

大気汚染のある場所で使用しても、冷却水の汚れによるトラブルがないのが特徴です。
散布水配管はすべて内部配管にあるため、配管工事が容易です。

系統図・構造図から理解する冷却塔(クーリングタワー)の構造

配管を施工する際の注意点も系統図に案内されており、冷却塔(クーリングタワー)の構造に合わせて配管を選ぶことが必要です。

まず、配管サイズは、冷却塔(クーリングタワー)の配管径にできるだけ合わせるようにしましょう。
ポンプの吐出側には、流量調整用バルブを取り付けることが不可欠です。
原則として、冷却塔(クーリングタワー)に向かって、上り勾配1/250以上で配管しなくてはなりません。

もし、それが難しい場所に設置する場合には、自動もしくは手動の空気抜き弁を設けることが必要です。
水の更新と冬季凍結を防ぐための水抜き用として、全配管系統には、配管系統の最低部に排水弁を取り付けましょう。

冷却塔(クーリングタワー)や冷却水ポンプの振動が伝播するのを防止するために、機械との接続部には防振継手を設置し、配管指示に振動防止対策を施工することも大切です。

大気が非常に汚染されている地域や場所に設置する場合には、耐食性の管材を使用しましょう。
配管の接続時に、冷却塔(クーリングタワー)の配管接続口に余計な力がかかると、破損や水漏れの原因となります。
配管接続口を保護するとともに、無理な力がかからないように接続することが大切です。

樹脂配管接続口であると、ネジ込みすぎで破損するおそれもあるため気を付けましょう。

配管の芯ずれやフランジのずれがあるにもかかわらず、フランジを無理やり締めると、冷却塔(クーリングタワー)側の配管取付部にクラックが生じるおそれがあるため、フランジとの接合部にはフレキシブルジョイントなどを使うことが大切です。

まとめ

冷却塔(クーリングタワー)の系統図は、冷却塔(クーリングタワー)を設置する際に必要となるものです。

冷却塔(クーリングタワー)の方式によって異なる構造や、設置場所などに伴う配管系統の仕方や、接続時の注意点を構造図や系統図から理解し、正しい位置に設置し、適切な形で運用管理していくことが大切です。

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